JP5813080B2 - 背負い式動力噴霧機 - Google Patents

Description

本発明は、液タンクを改良した背負い式動力噴霧機に関する。

背負い式動力噴霧機は、液タンクと、該液タンクの中の液体を散布パイプに吐出するポンプと、該ポンプを駆動するエンジンとを一体的に組み付け、作業者が背負いながら、該液タンクの中の液体を散布パイプによって散布するものである。このような背負い式動力噴霧機が、特許文献１から知られている。

特許文献１で知られている背負い式動力噴霧機は、背負い用フレームの下部にポンプとエンジンが配置され、該ポンプ及び該エンジンの上に液タンクが配置された構成である。該液タンクの上面には注入口が設けられている。

背負い式動力噴霧機による散布作業の作業効率を高めるには、液タンクの容量を増すことが考えられる。大容量の液タンクを用いれば、該液タンクへの液体の補充頻度が少なくてすむので、長時間にわたって散布作業を続行することができるからである。しかし、単に大容量の液タンクを採用しただけでは、動力噴霧機の全重量が増すだけであり、作業者の負担が大きい。結果として、作業者の疲労が増大するので、作業効率の低下につながる心配がある。

特開２００６−０００７４１号公報

本発明は、液タンクの容量を増しつつ、液体が満充填された該液タンクを背負う作業者の負担を軽減することができる技術を、提供することを課題とする。

請求項１に係る発明によれば、上面に注入口を有する液タンクと、該液タンクの中の液体を散布パイプに吐出するポンプと、該ポンプを駆動するエンジンとが一体的に組み付けられて、作業者が背負って噴霧作業をすることが可能な背負い式動力噴霧機において、前記ポンプは、前記液タンクの下方に位置するとともに、該液タンクを上から見て、該液タンクの前面から後面までのなかの、前記作業者によって背負われる前側に位置し、前記エンジンは、前記液タンクの後下方に且つ前記ポンプの後方に位置し、前記液タンクの幅は、該液タンクの下端から上方へ延びるにつれて幅広に設定され、前記液タンクの後下部は、該液タンク内に窪んでおり、前記液タンクの前上部は、該液タンクの前面から後上方へ傾いた傾斜面であり、前記注入口は、前記液タンクの前後方向の中心に対して後方に位置していることを特徴とする背負い式動力噴霧機が提供される。
請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記液タンクを上から見て、該液タンク全体の形状は、前記前面から前記後面に向かって先細りとなる、実質的にテーパ状の輪郭に形成されている。

請求項１に係る発明では、液タンクの幅は、該液タンクの下端から上方へ延びるにつれて幅広に設定されている。しかも、該液タンクの後下部を、該液タンク内に積極的に窪ませている。このため、多量の液体を満充填するための、液タンクの全高さ寸法は、単に細長い液タンクに対して底面積が同じであれば、比較的大きくなる。液体が満充填された状態の液タンクの重心の高さは、高位になる。上述のように、該液タンクの後下部がタンク内に窪んでいるので、液体が満充填された状態の液タンクの重心は、前方に位置する。つまり、液体が満充填された状態の液タンクの重心を、前上部に設定することができる。この結果、動力噴霧機の重心を前上部に設定することができる。

一般に、重量物である背負い式動力噴霧機を背負った作業者の姿勢は、自然に前屈みとなる。つまり、直立姿勢をした作業者の中心を通る垂直な軸線（直立姿勢軸線）に対し、該作業者は前傾姿勢をとることが多い。これは、作業者が、該直立姿勢軸線の後方に位置する背負い式動力噴霧機の重心に対して、自分自身の上体の重心とのバランスをとるために、前屈みになるものである。

これに対し、請求項１では、該背負い式動力噴霧機の重心が前方に位置することによって、該重心は該直立姿勢軸線に近づく。このため、作業者は、該動力噴霧機の重心に対して、自分自身の上体の重心とのバランスをとるために大きく前屈み姿勢をとる必要がなく、比較的楽な姿勢を維持することができる。従って、液タンクの容量を増しつつ、作業者の負担を軽減することができる。さらには、該動力噴霧機の重心が前方に位置するので、作業者が該動力噴霧機を背負ったときの重量感も比較的小さく、背負い心地がよく、しかも疲れにくい。

また、該動力噴霧機を背負った作業者が、身体を左右に捻ることにより、液タンク内の液体は左右に振られる。しかし、該動力噴霧機の重心が該直立姿勢軸線の近くにあるので、該直立姿勢軸線を中心とした該動力噴霧機の回転モーメントは、小さくてすむ。このため、作業者は身体を左右に振られにくいので、作業姿勢を維持しやすい。従って、作業者の負担を軽減することができる。

さらには、液体が満充填されて重心が上がった液タンクと、該液タンクの下方に位置した比較的重量物であるポンプ及びエンジンとの、各重心のバランスの最適化を図り、これらの各部材を効率よく配置することができる。

また、該液タンクの上端が高くなることによって、動力噴霧機を背負った作業者の頭部に該液タンクが接近し過ぎないように、該液タンクの前上部が後上方へ傾いている。このため、作業者は窮屈な感覚がなく、楽に背負い姿勢を維持することができる。従って、作業者の負担を軽減することができる。

また、該液タンクの上面に有している注入口は、該液タンクの前後方向の中心に対して、後方に位置している。このため、動力噴霧機を背負った作業者が前屈みになったときに、該液タンクに充填されている液体が注入口から前方へこぼれにくい。

本発明に係る背負い式動力噴霧機の斜視図である。 図１に示される背負い式動力噴霧機を背負った状態の側面図である。 図１に示される背負い式動力噴霧機の左の側面図である。 図３に示される背負い式動力噴霧機の背面図である。 図３に示される背負い式動力噴霧機の正面図である。 図５の６−６線に沿った断面図である。 図１に示される液タンクを後方から見た斜視図である。 図３に示される背負い式動力噴霧機の平面図である。 図２の９矢視図である。 図２に示される背負い式動力噴霧機を背負った姿勢で手を後方へ伸ばしている状態を説明する説明図である。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従う。

実施例に係る背負い式動力噴霧機について説明する。図１及び図２に示されるように、背負い式動力噴霧機１０は、液タンク１１と、該液タンク１１の中の液体Ｌｑを散布パイプ１３に吐出するポンプ１５と、該ポンプ１５を駆動するエンジン１６とを一体的に組み付け、作業者Ｍｎが背負って噴霧作業をすることが可能な作業機である。該背負い式動力噴霧機１０のことを、以下、「動力噴霧機１０」と略称する。

詳しく述べると、該ポンプ１５の吐出口１５ａ（図３参照）は、ホース１２によって散布パイプ１３に接続されている。該散布パイプ１３の先端には、エクステンションパイプ１４が取り付けられる。不使用状態の該ホース１２と該散布パイプ１３と該エクステンションパイプ１４は、パイプ保持部４０（図４参照）によって液タンク１１に保持されている。

図３及び図４に示されるように、該液タンク１１と該ポンプ１５と該エンジン１６とは、側面視略Ｌ字状のフレーム１７に組み付けられている。該フレーム１７は、背負い枠とも言われており、作業者Ｍｎ（図２参照）によって背負われる前側の略縦板状の背負い部２１と、該背負い部２１の下端から後方へ延びた略平板状の横板部２２とからなる。

該液タンク１１は、前面１１ａを背負い部２１の背面に取り付けられるとともに、下端面１１ｄをステー２３によって横板部２２の上面２２ａに取り付けられている。該ポンプ１５は、液タンク１１の下方のなかの、作業者によって背負われる前側に位置し、横板部２２の上面２２ａに取り付けられている。該エンジン１６は、液タンク１１の後下方に且つポンプ１５の後方に位置し、横板部２２の上面２２ａに取り付けられている。

該動力噴霧機１０は、スロットルレバー８２とメインスイッチ８３とを備えている。該スロットルレバー８２は、エンジン１６の出力を調節するスロットル弁を手動操作するものである。該メインスイッチ８３は、エンジン１６の電源スイッチである。

図１、図２及び図５に示されるように、動力噴霧機１０は、液タンク１１を設けたフレーム１７を作業者Ｍｎが背負うための左右の背負いベルト１８，１８を有する。つまり、作業者Ｍｎは、該左右の背負いベルト１８，１８によって動力噴霧機１０を背負う。該左右の背負いベルト１８，１８の一端部１８ａ，１８ａは、フレーム１７の前下部に取り付けられている。該左右の背負いベルト１８，１８の他端部１８ｂ，１８ｂは、液タンク１１の前面１１ａの上部、つまり、作業者Ｍｎによって背負われる面１１ａに取り付けられている。

詳しく述べると、図１、図５及び図６に示されるように、該液タンク１１の前面１１ａは、基本的に（実質的に）平坦な垂直面に形成されている。前面１１ａの幅方向中央部分には、若干窪んだ前側凹部９１が形成されている。

液タンク１１の前面１１ａの上部には、左右の掛け止め部９２，９２が一体的に設けられている。該左右の掛け止め部９２，９２は、液タンク１１の幅方向に細長いパイプ状の部材によって構成され、液タンク１１の前面１１ａの前側凹部９１に位置している。該左右の背負いベルト１８，１８の他端部１８ｂ，１８ｂは、１つのベルト取付け具９３（フック９３）に取り付けられている。該ベルト取付け具９３は、該左右の掛け止め部９２，９２に上下スイング可能に掛け止められている。この結果、該左右の背負いベルト１８，１８の他端部１８ｂ，１８ｂは、液タンク１１の前面１１ａの上部に取り付けられる。

該左右の掛け止め部９２，９２の中心Ｐｃは、液タンク１１に対する、該左右の背負いベルト１８，１８の他端部１８ｂ，１８ｂの取付中心となる。以下、該左右の掛け止め部９２，９２の中心Ｐｃのことを、適宜「左右の背負いベルト１８，１８の他端部１８ｂ，１８ｂの取付中心Ｐｃ」と言い換える。

次に、該液タンク１１について詳しく説明する。図４、図７及び図８に示されるように、該液タンク１１は、タンク幅方向の中心を通る幅方向中心線ＣＬに対して、基本的に（実質的に）左右線対称形に形成されている。該液タンク１１の下端面１１ｄ（下面１１ｄ、下端１１ｄ）は、タンク幅方向に細長い略矩形状の平坦な水平面である。

図４及び図７に示されるように、該液タンク１１を後方から見た全体の形状は、略六角形の輪郭に形成されている。つまり、該液タンク１１の略六角形の輪郭は、水平な該下端面１１ｄと、該下端面１１ｄの幅方向両端から上方へ延びるにつれて幅方向外側へ傾いた左右の外傾斜側面１１ｅ，１１ｅと、該左右の外傾斜側面１１ｅ，１１ｅの上端から上方へ延びるにつれて幅方向内側へ傾いた左右の内傾斜側面１１ｆ、１１ｆと、該左右の内傾斜側面１１ｆ、１１ｆ間を塞いだ水平な上端面１１ｇ（上面１１ｇ）とによって、形成されている。該液タンク１１の下端面１１ｄから上端面１１ｇまでの高さ、つまり全高さ寸法はＨｔである。左右の外傾斜側面１１ｅ，１１ｅには、液タンク１１を持ち上げるときに両手によって掴むための、左右の把持用凹部９４，９４が形成されている。

該液タンク１１の幅方向の左の側面１１ｂは、左の外傾斜側面１１ｅと左の内傾斜側面１１ｆとからなる。該液タンク１１の幅方向の右の側面１１ｂは、右の外傾斜側面１１ｅと右の内傾斜側面１１ｆとからなる。幅方向の左右の側面１１ｂ，１１ｂのなかの、最も側方（幅方向外側）へ突出した側端１１ｃ，１１ｃは、該外傾斜側面１１ｅ，１１ｅの上端と該左右の内傾斜側面１１ｆ、１１ｆの下端との境界にある。

このように、該液タンク１１の幅は、該液タンク１１の下端１１ｄから上方へ延びるにつれて幅広に設定されている。つまり、左右の外傾斜側面１１ｅ，１１ｅの下端間の幅Ｗ１１に対して、最も側方へ突出した側端１１ｃ，１１ｃ間の幅Ｗ１２、つまりタンク最大幅Ｗ１２は大きい（Ｗ１１＜Ｗ１２）。

本実施例では、図９に示されるように、該動力噴霧機１０を使用する標準的な体格の作業者Ｍｎ（標準的作業者Ｍｎ）、例えば標準モデルの作業者ダミーを想定している。そして、該標準的作業者Ｍｎ（作業者ダミー）が該動力噴霧機１０を背負って、両腕Ａｍ，Ａｍを後方へ伸ばしたり振ることが可能な、いわゆる後方可動幅Ｗ１３に対して、該タンク最大幅Ｗ１２は小さく設定されている（Ｗ１２＜Ｗ１３）。

このため、図１０に示されるように、作業者Ｍｎは、動力噴霧機１０を背負った姿勢で後方へ手Ｈａを伸ばし、作業状況に応じてスロットルレバー８２、メインスイッチ８３、液吐出圧力調整ノブ（図示せず）等の各種の操作部材を容易に操作することができる。該操作部材の操作性を、十分に確保することができる。さらには、散布作業の状況に応じて最適な液噴霧量の調整をすることができるとともに、液の節約を図ることができる。該液吐出圧力調整ノブは、ポンプ１５から散布パイプ１３（図１参照）に吐出する液の吐出圧力を調整するための、操作部材である。

図４、図７及び図８に示されるように、該液タンク１１を上から見た全体の形状は、前面１１ａから後面１１ｈに向かって先細りとなるテーパ状の輪郭に形成されている。つまり、該液タンク１１の左右の側面１１ｂ，１１ｂは、前面１１ａ側から後面１１ｈ側に向かうにつれて、幅方向中央寄りに傾いている。

図４、図６及び図７に示されるように、該液タンク１１の後下部１１ｉ、つまり、後面１１ｈと下面１１ｄとのコーナは、前下方へ傾いた傾斜面に形成されている。該後下部１１ｉは、動力噴霧機１０に液タンク１１とポンプ１５とエンジン１６とを、コンパクトに配置するために有している。該後下部１１ｉの後下方には、エンジン１６が若干の隙間を有して位置している。該後下部１１ｉの傾斜の大きさは、運転中のエンジン１６が液タンク１１に当たらないようにするとともに、該液タンク１１が該エンジン１６の発熱の影響を受けないように、設定される。

該後下部１１ｉの少なくとも一部は、液タンク１１内に窪んでいる。例えば、該後下部１１ｉには、略矩形状の開口を有した下側凹部１１ｊが形成されている。該下側凹部１１ｊの開口の大きさは、後下部１１ｉのほぼ全面にわたる大きさである。該下側凹部１１ｊは、液タンク１１のなかの、下半分の容量を削減するために窪んでいるものである。該下側凹部１１ｊの形状及び大きさは、液体Ｌｑを満充填した状態での液タンク１１の重心の位置を勘案して決定される。

図１、図６及び図８に示されるように、該液タンク１１の前上部１１ｋ、つまり、前面１１ａと上面１１ｇとのコーナは後上方へ傾いている。詳しくは、該前上部１１ｋは、掛け止め部９２の位置の上位から後上へ傾いた傾斜面に形成されている。

図６及び図８に示されるように、該液タンク１１は、上面１１ｇに且つ幅方向中心線ＣＬ上に注入口９５を有する。該注入口９５は、上面１１ｇから上に延びており、キャップ９６によって開閉可能に塞がれている。該注入口９５は、該液タンク１１の前後方向の中心Ｃｔ、つまり前面１１ａと後面１１ｈとの中央に対して、寸法Ｘｒだけ後方に位置している（オフセット量Ｘｒだけ後方にオフセットしている）。

上記説明をまとめると、次の通りである。図４、図６及び図７に示されるように、液タンク１１の幅は、該液タンク１１の下端１１ｄから上方へ延びるにつれて幅広に設定されている。しかも、該液タンク１１の後下部１１ｉを、該液タンク１１内に積極的に窪ませている。このため、多量の液体Ｌｑを満充填するための、液タンク１１の全高さ寸法Ｈｔは、単に細長い液タンクに対して底面積が同じであれば、比較的大きくなる。

液体Ｌｑが満充填された状態の液タンク１１の重心の高さは、高位になる。上述のように、該液タンク１１の後下部１１ｉが液タンク１１内に窪んでいるので、液体Ｌｑが満充填された状態の液タンク１１の重心は、前方に位置する。つまり、液体Ｌｑが満充填された状態の液タンク１１の重心を、前上部に設定することができる。

この結果、図２に示されるように、動力噴霧機１０の重心Ｇａを前上部に設定することができる。つまり、該重心Ｇａを、背負いベルト１８の他端部１８ｂの取付中心Ｐｃに近づけることができる。該重心Ｇａは、該取付中心Ｐｃに対して、水平距離Ｘｇだけ後方に位置するとともに、垂直距離Ｙｇだけ下方に位置する。

図２に示されるように、直立姿勢をした作業者Ｍｎの中心を通る垂直な軸線Ｌｓ（鉛直な軸線Ｌｓ）のことを、以下「直立姿勢軸線Ｌｓ」という。一般に、重量物である動力噴霧機１０を背負った作業者Ｍｎの姿勢は、自然に前屈みとなる。つまり、直立姿勢軸線Ｌｓに対し、該作業者Ｍｎは前傾姿勢をとることが多い。これは、作業者Ｍｎが、該直立姿勢軸線Ｌｓの後方に位置する動力噴霧機１０の重心Ｇａに対して、自分自身の上体Ｍｕの重心Ｇｍとのバランスをとるために、前屈みになるものである。直立姿勢軸線Ｌｓに対して、作業者Ｍｎの上体Ｍｕが前傾する傾き角はθである。

これに対し、本実施例では、該動力噴霧機１０の重心Ｇａが前方に位置することによって、該重心Ｇａは該直立姿勢軸線Ｌｓに近づく。つまり、該直立姿勢軸線Ｌｓから該重心Ｇａまでの水平距離Ｘｓは短い。このため、作業者Ｍｎは、動力噴霧機１０の重心Ｇａに対して、自分自身の上体Ｍｕの重心Ｇｍとのバランスをとるために大きく前屈み姿勢をとる必要がない（傾き角θが小さくてすむ）。背負いベルト１８の他端部１８ｂの取付中心Ｐｃは、該直立姿勢軸線Ｌｓに近づく。

作業者Ｍｎは、比較的楽な姿勢を維持することができる。従って、液タンク１１の容量を増しつつ、作業者Ｍｎの負担を軽減することができる。さらには、該動力噴霧機１０の重心Ｇａが前方に位置するので、作業者Ｍｎが該動力噴霧機１０を背負ったときの重量感も比較的小さく、背負い心地がよく、しかも疲れにくい。

また、該動力噴霧機１０を背負った作業者Ｍｎが、身体を左右に捻ることにより、液タンク１１内の液体Ｌｑは左右に振られる。しかし、該動力噴霧機１０の重心Ｇａが該直立姿勢軸線Ｌｓの近くにあるので、該直立姿勢軸線Ｌｓを中心とした該動力噴霧機１０の回転モーメントは、小さくてすむ。このため、作業者Ｍｎは身体を左右に振られにくいので、作業姿勢を維持しやすい。従って、作業者Ｍｎの負担を軽減することができる。

さらには、液体Ｌｑが満充填されて重心Ｇａが上がった液タンク１１と、該液タンク１１の下方に位置した比較的重量物であるポンプ１５及びエンジン１６との、各重心のバランスの最適化を図り、これらの各部材１１，１５，１６を効率よく配置することができる。

また、該液タンク１１の上端１１ｇが高くなることによって、動力噴霧機１０を背負った作業者Ｍｎの頭部Ｈｄに該液タンク１１が接近し過ぎないように、該液タンク１１の前上部１１ｋが後上方へ傾いている。このため、作業者Ｍｎは窮屈な感覚がなく、楽に背負い姿勢を維持することができる。従って、作業者Ｍｎの負担を軽減することができる。

また、該液タンク１１の上面１１ｇに有している注入口９５は、該液タンク１１の前後方向の中心Ｃｔ（図６参照）に対して、後方に位置している。このため、動力噴霧機１０を背負った作業者Ｍｎが前屈みになったときに、該液タンク１１に充填されている液体Ｌｑが注入口９５から前方へこぼれにくい。

本発明の背負い式動力噴霧機１０は、広い農場で散布作業するものに好適である。

１０ 背負い式動力噴霧機
１１ 液タンク
１１ｇ 上端面（上面）
１３ 散布パイプ
１５ ポンプ
１６ エンジン
９５ 注入口
Ｃｔ 液タンクの前後方向の中心
Ｇａ 背負い式動力噴霧機の重心
Ｌｓ 直立姿勢をした作業者の中心を通る垂直な軸線（直立姿勢軸線）
Ｍｎ 作業者

Claims (2)

1. 上面に注入口を有する液タンクと、該液タンクの中の液体を散布パイプに吐出するポンプと、該ポンプを駆動するエンジンとが一体的に組み付けられて、作業者が背負って噴霧作業をすることが可能な背負い式動力噴霧機において、
   前記ポンプは、前記液タンクの下方に位置するとともに、該液タンクを上から見て、該液タンクの前面から後面までのなかの、前記作業者によって背負われる前側に位置し、
   前記エンジンは、前記液タンクの後下方に且つ前記ポンプの後方に位置し、
   前記液タンクの幅は、該液タンクの下端から上方へ延びるにつれて幅広に設定され、
   前記液タンクの後下部は、該液タンク内に窪んでおり、
   前記液タンクの前上部は、該液タンクの前面から後上方へ傾いた傾斜面であり、
   前記注入口は、前記液タンクの前後方向の中心に対して後方に位置していることを特徴とする背負い式動力噴霧機。
2. 前記液タンクを上から見て、該液タンク全体の形状は、前記前面から前記後面に向かって先細りとなる、実質的にテーパ状の輪郭に形成されている、請求項１記載の背負い式動力噴霧機。

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